玻璃瓶印花机构及传动装置——机械设计课程设计说明书1

1、机械设计课程设计设计计算说明书设计题目：玻璃瓶印花机构及传动装置设 计 者： 学 号： 专业班级： 指导教师： 柴晓艳完成日期： 2013年6月5日天津理工大学机械工程学院目 录一 课程设计的任务3二 电动机的选择3三 传动装置的总传动比和分配各级传动比3四 传动装置的运动和动力参数的计算3五 传动零件的设计计算5六 轴的设计、校核18七 滚动轴承的选择和计算27八 键连接的选择和计算28九 联轴器的选择28十 润滑和密封的选择29十一 箱体结构的设计30十一 设计总结31十二 参考资料32一、课程设计的任务1设计目的课程设计是机械设计课程重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的技术基础课。课

2、程设计的主要目的是：(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。(2)通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。(3)提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计(cad)能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。2设计题目：执行机构方案设计、传动装置总体设计及机构运动简图已经在机械原理课程设计中完成（详见机械原理课程设计资料，在此略），现将对传动装置进行具

3、体设计。设计题目：玻璃瓶印花机构及传动装置原始数据：方 案 号8分配轴转速n(r/min)45分配轴输入功率p（kw)1.0玻璃瓶单程移距（mm）110印花图章上下移距（mm）50定位压块左右移距（mm）20说明：（1）工作条件：2班制，工作环境良好，有轻微振动；（2）使用期限十年，大修期三年；（3）生产批量：小批量生产（14时，来确定电机同步转速）。4.确定电动机型号根据所需效率、转速，由机械设计手册 或指导书选定电动机： y90l-4 型号（y系列）数据如下: 额定功率p： 1.5 kw (额定功率应大于计算功率)满载转速：nm = 1400 r/min （nm电动机满载转速）同步转速：

4、1500 r/min电动机轴径: 24 mm三、传动装置的总传动比和分配各级传动比1传动装置的总传动比i总= i带 i减= nm/ nw =1400 / 45 = 31.1nw工作机分配轴转速2分配各级传动比为使v带传动外部尺寸不要太大，可初步取i带=2则：i减=i总/i带=31.1/2=15.55减速器传动比分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑（浸油深度）。i减=i高*i低i高高速级传动比i低低速级传动比建议取： i高=（1.21.3)i低则： i减= （1.21.3) i2低i低=3.527 i高=4.41四、传动装置的运动和动力参数的计算1计算各轴的转速轴

5、（高速级小齿轮轴）：n=1400/i带= 700 r/min轴（中间轴）：n= n/ i高= 158.73 r/min轴（低速级大齿轮轴）：n=n/i低= 45 r/min轴（与轴通过联轴器相连的轴）: nw= n= 45r/min2计算各轴的输入功率和输出功率轴： p入=pd带=1.12870.96 = 1.0836 kwp出= p入轴承= 1.08360.99 =1.0727kw轴： p入= p出齿轮 = 1.07270.98 =1.0513kwp出= p入轴承 = 1.05130.99 =1.0407kw轴： p入= p出齿轮 = 1.04070.98 =1.0199kwp出= p入轴承

6、 = 1.01990.99 =1.0097kw轴（分配轴）: p入= p出联轴器 = 1.00970.99 = 0.9996 kwpw=p出= p入轴承=0.99960.99 =0.9896 kw3.计算各轴的输入转矩和输出转矩 公式: t=9.55106p/n (nmm) 电动机： t=9.55106p/n=10.232103 (nmm)轴： t入=9.55106p入/ n= 14.783103 (nmm) t出=9.55106p出/ n= 14.635103 (nmm)轴： t入=9.55106p入/ n= 63.252103 (nmm) t出=9.55106p出/ n= 62.61410

7、3 (nmm)轴： t入=9.55106p入/ n= 216.44103 (nmm) t出=9.55106p出/ n= 214.28103 (nmm)轴： t入=9.55106p入/ n= 212.14103 (nmm) tw=t出=9.55106p出/ n= 210.02103 (nmm)将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：轴名功率p（kw）转矩t （nmm）转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电机轴1.128710.232103140020.72轴1.08361.072714.78310314.6351037004.410.98轴1.05131.040763.25210

8、362.614103158.733.530.98轴1.01991.0097216.44103214.281034510.99分配轴0.99960.9896212.14103210.0210345五、传动零件的设计计算1v带传动的设计计算 p195 计算项目计算内容结果定v带型号和带轮直径工作情况系数ka=1.2计算功率pe= kap=1.21.51.8kw选带型号z型小带轮直径dmin=50 d1=50-71 取d1=71mm大带轮直径取d2=140mm大带轮转速n2=710 r/min计算带长求dmdm =105.5mm求=34.5mm初取中心距a=600mm 带长l=1535mm基准长度l

9、d=1600mm求中心距和包角中心距a=632.56mm小轮包角1=173.46120求带根数带速v=5.20m/s带根数p0=0.33kw ka=0.98kl=1.16 p0=0.03kw取z=5根求轴上载荷张紧力q=0.06kg/mf=55.31n轴上载荷fq=552.2n2齿轮传动的设计计算 p234 高速级齿轮校核材料选择：小齿轮45钢，调制处理，硬度229hb286hb，平均240hb 大齿轮45钢，正火处理，硬度169hb217hb，平均210hb计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算接触疲劳极限hlim由图12.17c（p223）2.校核计算齿数zz1=21，z2=93模数

10、m取=2.0mm中心距a取a=120mm螺旋角=18.19小齿轮的直径d1d1=44.21mm大齿轮的直径d2d2=195.78mm齿宽b取b2=45mmb1=55mmv=1.62m/s精度等级由表12.6选9级精度传动比i=4.43相对误差相对误差5%由表12.9由图12.9载荷系数k由表12.12由图12.16接触最小安全系数shmin由表12.14（p225）shmin=1.05应力循环次数nl接触寿命系数 zn查表得许用接触应力h验算3.齿根弯曲疲劳强度计算：齿形系数yfa：zv1=24.49zv2=108.46yfa1=2.65yfa2=2.19应力修正系数ysa：由图12.22（p

11、230）ysa1=1.58 ysa2=1.81重合度系y：=1.63y=y=0.71螺旋角系数yy=0.848齿间载荷分配系数kf 当前以求得kf=1.74故kf=1.66齿向载荷分布系数kf由图12.14b/h=45/(2.25*2.0)=10kf=1.32载荷系数k：k=2.74弯曲疲劳极限fmin：弯曲最小安全系数sfminsfmin=1.05sfmin=1.05弯曲寿命系数yn：尺寸系数yx：许用弯曲应力f验算低速级齿轮校核材料选择：小齿轮45钢，调制处理，硬度229hb286hb，平均240hb 大齿轮45钢，正火处理，硬度169hb217hb，平均210hb计算项目计算内容计算结果

12、齿面接触疲劳强度计算接触疲劳极限hlim由图12.17c（p223）2.校核计算齿数zz1=33，z2=116模数m取=2.0mm中心距a取a=155mm螺旋角=15.99小齿轮的直径d1d1=68.7mm大齿轮的直径d2d2=241.3mm齿宽b取b2=70mmb1=80mmv=0.57m/s精度等级由表12.6选9级精度传动比i=3.51相对误差相对误差5%由表12.9由图12.9载荷系数k由表12.12由图12.16接触最小安全系数shmin由表12.14（p225）shmin=1.05应力循环次数nl接触寿命系数 zn查表得许用接触应力h验算3.齿根弯曲疲劳强度计算：齿形系数yfa：z

13、v1=37.15zv2=130.58yfa1=2.46yfa2=2.16应力修正系数ysa：由图12.22（p230）ysa1=1.65 ysa2=1.82重合度系y：=1.69y=y=0.694螺旋角系数yy=0.867齿间载荷分配系数kf 由表12.10注3当前以求得kf=1.801.215齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚8 10轴承端盖外径+（55.5）82（1轴2轴）130（3轴）十二 设计总结机械设计课程设计是机械课程中一个重要的环节通过了几个周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理

14、论知识学的不牢固，在设计中难免会出现问题，如：在选择计算标准间是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准确。课程设计运用到了很多知识，例如将理论力学，材料力学，机械设计，机械原理，互换性与测量技术等，是我对以前学习的知识有了更深刻的体会。通过可程设计，基本掌握了运用绘图软件制图的方法与思路，对计算机绘图方法有了进一步的加深，基本能绘制一些工程上的图。在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，我也深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。总之，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！十三 参考资料1 申永胜.机械原理教程.北京：清华大学出版社.19992 郑文纬，吴克坚主编.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，19973 王三民.机械原理与设计课程设计.北京：机械工业出版社.20044 孟宪源主编.现代机构手册.北京：机械工业出版社，19945 严家杰着.基本机